Lubrificantes para compressores de amoníaco

As exigências do lubrificante para compressores de refrigeração diferem apreciavelmente das impostas a outros tipos de lubrificantes. Embora a lubrificação seja apenas necessária no compressor, aquele pode também circular por todo o sistema em conjunto com o FF. É-lhe assim exigido que não influencie significativamente o ciclo de refrigeração, mas seja capaz de cumprir as seguintes funções básicas:

 Reduzir o atrito;

 Controlar o desgaste;

 Agir como absorsor de calor;

 Promover a vedação;

 Proteger contra oxidação;

 Reduzir do ruído;

 Transportar as impurezas para retenção posterior nos filtros.

Os lubrificantes usados na lubrificação de compressores de refrigeração são “óleos

minerais com predominância nafténica, óleos de base semi-sintética e sintéticos, todos caracterizados pelas propriedades adequadas em termos de viscosidade, ponto de fluidez, ausência de humidade, resistência à oxidação e estabilidade química e térmica”

42 A Sabroe recomenda o uso de lubrificantes sintéticos em “instalações de refrigeração

modernas com alta capacidade, nas quais se espera alta vida útil tanto do lubrificante como das peças móveis”.

Observando as indicações dos fabricantes Bitzer, Gram, Grasso, Sabroe, entre outros, a viscosidade ISO dos óleos preconizados para compressores de amoníaco varia do grau 32 ao 100, sendo o ISO 68 amplamente utilizado na generalidade daqueles sistemas. Em condições extremas, por exemplo com temperaturas ambientes elevadas, poderão ser utilizados graus de viscosidade mais elevados.

A Tabela 3 apresenta os valores de algumas características referentes a óleos lubrificantes ISO 68 disponíveis no mercado, sendo possível verificar as diferenças entre óleos lubrificantes minerais e sintéticos. Verifica-se que o ponto de fluidez é substancialmente mais baixo nos óleos sintéticos, sendo assim os únicos adequados quando a temperatura de evaporação é especialmente baixa.

Tabela 3: Características de óleos ISO 68 para compressores de amoníaco

Os óleos minerais apresentam uma boa relação entre o seu desempenho e o seu custo. Para as instalações de refrigeração que trabalham a baixas temperaturas, é dada preferência para utilização de óleos de origem nafténica, altamente refinados, com níveis extremamente baixos de humidade. Já os óleos de origem parafínica são empregados em sistemas que operam com temperaturas moderadas.

43 Não há diferenças nos óleos lubrificantes preconizados para utilização em compressores de parafuso ou alternativos que utilizam amoníaco, na mesma gama de temperaturas.

Stoecker, em 1996, referia que o lubrificante mais utilizado em aplicações de amoníaco seria o óleo mineral de base nafténica, no entanto em determinadas utilizações poderia ser necessário a aplicação de outro tipo de óleo. Actualmente, verificando os catálogos e manuais dos fabricantes conclui-se que os óleos minerais continuam a ter aceitabilidade em sistemas com temperaturas de evaporação superiores a -30°C. Para temperaturas inferiores e severas condições de operação, impera a adopção de óleos semi-sintéticos ou mesmo sintéticos.

Estes últimos têm excelentes características lubrificantes, sendo, entretanto, de custo elevado, pelo que são normalmente recomendados apenas onde os minerais falham. Entre os principais produtos utilizados como lubrificantes sintéticos estão os fabricados por craqueamento de óleo mineral (PAO), os Alquibenzenos (AB) e os Poliolesteres (POE).

Quando os sistemas funcionam com temperaturas de evaporação mais altas, por exemplo no regime de refrigerados, o ponto de fluidez requerido e a temperatura a que surge a floculação poderão ser mais elevados e ter menor índice de viscosidade. Há assim uma menor exigência para com o comportamento do óleo, pelo que essas condições permitem a utilização de óleos de menor custo.

Como regra, dever-se-á utilizar o lubrificante especificamente indicado pelo fabricante do compressor, pois foi seleccionado com base em testes e na experiência. Normalmente, a listagem dos óleos aprovados e as quantidades requeridas podem ser encontradas nas próprias especificações técnicas do compressor.

A mistura de lubrificantes industriais não é recomendada pois os aditivos raramente são compatíveis e podem gerar reacções químicas imprevisíveis, criando problemas nos componentes lubrificados. “O máximo que se aceita, é misturar dois óleos do mesmo

fabricante, de mesmo tipo, mas com viscosidades diferentes, apenas para se conseguir um produto de viscosidade intermediária, que se deseje. Para isso, existem até recomendações e fórmulas destinadas a calcular essas misturas” [S. Santos, 2009].

44 Em qualquer situação, a velocidade relativa entre as superfícies, a temperatura e a pressão são os principais factores que exercem influência na lubrificação. Atendendo a que a temperatura e pressão são quase sempre extremas em refrigeração, percebe-se que os óleos adequados para a lubrificação de equipamentos de produção de frio têm de responder de forma especial e clara a estes dois factores.

A viscosidade adequada assegura a sua distribuição rápida por todos os órgãos a lubrificar, mesmo a baixas temperaturas, capacidade especialmente importante nos compressores alternativos, devido ao maior número e diferentes tipos de peças a lubrificar.

O ponto de fluidez inferior à temperatura do evaporador garante que o óleo não solidifique nos evaporadores e dificulte, dessa forma, a transmissão de calor pelas superfícies. A capacidade de aderir às superfícies facilita a formação e a manutenção de uma película capaz de proteger as peças, mesmo em condições limite, onde se inclui o arranque. A resistência à oxidação promove a diminuição da formação de depósitos e a manutenção da qualidade do óleo. Este deverá também ser livre de ceras, ter reduzida vaporização na descarga do compressor e ser compatível com os materiais dos órgãos e tubagens.

45 A miscibilidade do óleo lubrificante com o amoníaco é muito baixa, existindo contudo um ligeiro aumento com a temperatura (Gráfico 3). A 45°C, valor próximo da temperatura de condensação, o fluido circulante terá na sua constituição entre 2 e 3 % de óleo dissolvido. Assim, a quantidade total de óleo que deixa o condensador e percorre o sistema, podendo causar perturbações no processo, será esta quantidade somada à fracção que é arrastada no estado líquido, por ineficiência ou inexistência do elemento separador.

Em resumo, o óleo lubrificante utilizado em sistemas de refrigeração deve garantir especialmente as seguintes condições:

 Ser de qualidade e ter sido aprovado pelo fabricante do equipamento;

 Ter a viscosidade adequada à operação sob as condições climáticas da região onde se encontra a instalação frigorífica;

 Ter um ponto de congelação adequado à temperatura de evaporação;

 Manter a capacidade de lubrificação em todas as circunstâncias e não carbonizar na fase da compressão.

46